П.2 Измерения количества вещества. Приборы для измерения количества вещества – счетчики количества

Приборы для измерения количества вещества – счетчики количества. Количество вещества определяют как разность показаний счетчика в начале и конце замеряемого промежутка времени.

Количество твердых и сыпучих веществ определяют в основном методом взвешивания (массовый метод). Он обеспечивает наибольшую точность измерения.

Выпускают весы, разнообразные по способу уравновешивания груза (коромысловые, квадрантные, пружинные), с преобразованием силы в электрический и пневматический сигналы (тензометрические и пневматические).

В технологическом процессе используют автоматические весы двух основных типов:

1. периодического действия (порционные, дозирующие) – ковшовые и платформенные.

2. непрерывного действия (конвейерные).

1.Весы периодического действия

1) Ковшовые весы с опрокидывающимся ковшом (рис.26).

На весах производится периодическое отмеривание определенного количества вещества постоянной массы и суммирование числа взвешиваний с помощью счетчика.

К одному концу коромысла 7 прикреплен ковш 1 с помощью подвеса 8, к другому гиредержатель 3 с уравновешивающим грузом. С помощью формы ковша и противовесов на его задней стенке, устанавливается центр тяжести пустого ковша в точке S. По мере заполнения ковша центр тяжести ковша перемещается в точку S₁, ковш наклоняется. В определенный момент, когда ковш наполнен до некоторого заданного объема, с помощью специального механизма дверца 2 открывается и происходит опорожнение ковша. Одновременно с помощью системы рычагов 6, связанной с гиредержателем, закрывается заслонка 5 питающей воронки 4. Далее пустой ковш возвращается в исходное положение, а система рычагов открывает заслонку воронки. Процесс повторяется. Каждый цикл фиксируется с помощью счетчика в течение заданного промежутка времени.

Недостаток: Этим весам присущи значительные динамические нагрузки ударного характера.

Достоинство: Высокая точность. Основная погрешность весов с опрокидывающимся ковшом ±1%.

2) В платформенных весах тару с грузом (масса тары известна) или груз без тары устанавливают на платформе, поддерживаемой системой демпфирующих рычагов. Масса платформы автоматически уравновешивается передвижными грузами или непосредственно измеряется с помощью тензометрических датчиков.

2.Весы непрерывного действия

На автоматических весах непрерывного действия (конвейерных, рис.27) осуществляется взвешивание сыпучего кускового или волокнистого материала, находящегося на определенному горизонтальном участке постоянной длины непрерывно движущейся ленты.

Весы выполнены в виде секции ленты 1, непрерывно движущейся по направляющим роликам 2, смонтированным на раме 7. Рама закреплена на опоре 6 по принципу равновесного рычага. На ленту конвейера подается волокно 3 с помощью питателя 4 из бункера 5. При изменении массы на ленте, правое плечо рамы перемещается, что приводит к изменению зазора между бункером, питателем и лентой, а, следовательно, и к изменению величины подачи волокна на ленту. Отклонение рамы 7 фиксируется измерительным преобразователем перемещения (потенциометр, индуктивный датчик и т.п.), который подключен на вход блока управления частотой вращения питателя 4.

Количество жидкостей и газов

Измеряют с помощью счетчиков.

По принципу действия счетчики разделяют на объемные, скоростные и весовые.

Для измерения количества жидкостей применяют в основном объемные и скоростные счетчики, для измерения количества газа – только объемные (ротационные и барабанные).

Объемные счетчики.

Принцип действия основан на отмеривании определенного объема измеряемой жидкости или газа и суммировании числа отмеренных объемов.

На Рис.28 – объемный счетчик для жидкости с овальными зубчатыми колесами,

Измеряемая жидкость, поступая в корпус счетчика, поворачивает одновременно оба колеса (они зацеплены друг с другом). При вращении колес периодически отсекается определенный объем жидкости (1, 2, 3 и т.д.). За один полный оборот колес через корпус счетчика пропускается четыре отсекаемых объема жидкости. Число оборотов колес посредством магнитной муфты передается счетному механизму.

Объемные счетчики жидкости с овальными колесами предназначены для измерения количества чистых жидкостей, без механических примесей температурой от -40 до +120ºС, давлением до 6.4 МПа.

Достоинства: имеют широкий диапазон измерений и небольшую погрешность показаний. Классы точности 0.25 и 0.5.

На рис.29 – объемный (ротационный) счетчик для газа.

Внутри корпуса 2 вращаются два ротора 1, валы роторов связаны между собой зубчатой передачей. Роторы вращаются за счет переменного давления газа, заключенного между ними и стенками корпуса, и отмеривают определенные порции газа. Вращение одного из роторов передается счетному механизму, который фиксирует число отмеренных объемов газа.

Погрешность ротационного счетчика составляет от ±2% до ±3%.

Достоинства: обладают большой пропускной способностью.

Скоростные счетчики для жидкостей

Применяют в основном для измерения количества воды.

Принцип действия основан на измерении средней скорости протекающей через корпус счетчика жидкости. Погрешность измерения составляет от ±2% до ±5%.

В корпусе счетчика помещена легкая пластмассовая вертушка, которая вращается под воздействием проходящей через корпус счетчика жидкости. Вертушка соединена со счетным механизмом, который суммирует число ее оборотов.

Частота вращения вертушки пропорциональна средней скорости потока: . Объемный расход связан со скоростью соотношением: , S – площадь сечения потока. Таким образом, имеем: .

Недостаток: могут использоваться лишь для жидкостей с малой вязкостью, т.к. показания счетчика сильно зависят от вязкости, а та, в свою очередь от температуры.